CN108457201A - 超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法，所述加固结构包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，原主拱圈上设置有抗剪连接件，以使超高性能混凝土纵横向加固条带与原主拱圈形成整体。本发明弥补了普通混凝土的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。本发明加固材料用量小，减小了原主拱圈的荷载，同时超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。本发明改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。

Description

超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法

技术领域

本发明涉及桥梁加固技术领域，尤其涉及一种超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法。

背景技术

现存圬工拱桥大部分建造时间较早，荷载等级较低，大部分变为危旧桥梁。现有的圬工拱桥加固方式又存在一定的局限和缺陷，例如，钢筋混凝土复合拱圈加固法，增加了构件负担，浇筑以及养护时间长；外包钢板加固法，用钢量大，成本较高，耐腐蚀和耐火性较差；改变结构体系法，施工构件对有净空要求的桥梁存在局限；黏贴碳纤维布的方法除了黏结剂老化剥落之外，碳纤维布耐火性差，而且需要专业的施工队伍完成。

发明内容

本发明提供一种超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法，用于解决现有的圬工拱桥加固方式存在的局限和缺陷。

为此，本发明提供一种超高性能混凝土格构加固结构，包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，所述原主拱圈上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带上设置有拱上建筑，所述抗剪连接件为所述原主拱圈的表面设置的植筋或者锚杆，所述植筋或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带与所述原主拱圈形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带内设置有钢筋网；

所述超高性能混凝土纵横向加固条带的纵向宽度范围为60cm至100cm，所述超高性能混凝土纵横向加固条带的横向宽度范围为60cm至100cm，所述植筋或者所述锚杆顺桥向的间距范围为40cm至60cm，所述植筋或者所述锚杆横桥向的间距范围为40cm至60cm，所述植筋或者所述锚杆的直径范围为8mm至12mm，所述植筋或者所述锚杆埋入所述原主拱圈的长度为12cm至18cm，所述植筋或者所述锚杆沿横桥向弯折90°之后直线段的长度范围为10cm至15cm。

可选的，所述钢筋网包括加固层纵向钢筋和加固层横向钢筋，所述加固层纵向钢筋之间的间距范围为120cm至160cm，所述加固层横向钢筋之间的间距范围为120cm至160cm。

可选的，所述钢筋网的直径范围为10mm至12mm。

可选的，所述钢筋网与弯折90°的植筋或者锚杆焊接形成整体。

可选的，所述超高性能混凝土纵横向加固条带的超高性能混凝土内掺入钢纤维。

本发明还提供一种利用所述的超高性能混凝土格构加固结构加固圬工拱桥的施工方法，包括：

使用锚喷法和/或局部修补法对所述原主拱圈进行第一次修补；

拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑；

去除所述原主拱圈松散、剥落的表层；

对所述原主拱圈进行冲刷洗净；

在所述原主拱圈上设置抗剪连接件和钢筋网，所述抗剪连接件为植筋或者锚杆；

根据均衡对称的浇筑方式形成超高性能混凝土纵横向加固条带；

将之前拆除的拱上建筑重新砌筑在所述原主拱圈的上方。

可选的，所述拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑的步骤包括：

拆除所述原主拱圈的两侧上方的拱上建筑；

拆除所述原主拱圈的拱顶上方的拱上建筑。

可选的，所述对所述原主拱圈进行冲刷洗净的步骤之后包括：

当所述原主拱圈存在局部裂纹时，使用局部修补法对所述原主拱圈进行第二次修补。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的超高性能混凝土格构加固结构及其加固圬工拱桥的方法之中，所述超高性能混凝土格构加固结构包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，所述原主拱圈上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带上设置有拱上建筑，所述抗剪连接件为所述原主拱圈的表面设置的植筋或者锚杆，所述植筋或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带与所述原主拱圈形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带内设置有钢筋网。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

一，本发明提供的超高性能混凝土纵横向加固条带，弥补了普通混凝土加固法的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。

二，本发明提供的超高性能混凝土纵横向加固条带，加固材料用量小，能够有效减小加固过程之中加固材料施加在原主拱圈上的荷载，同时由于超高性能混凝土材料的特性，超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。

三，本发明提供的超高性能混凝土格构加固技术，原主拱圈通过超高性能混凝土纵横向加固条带，能够更好的形成整体，桥梁整体刚度提高，改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。

综上所述，本发明提供的技术方案完全适用于危旧圬工拱桥加固，将套拱加固方式成型的施工技术、施工设备与本发明提供的技术方案相互结合，可以更好地保证本发明提供的超高性能混凝土格构加固结构及其施工方法的可行性和施工效率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种超高性能混凝土格构加固结构的结构示意图；

图2为图1所示超高性能混凝土格构加固结构的A-A断面图；

图3为图1所示超高性能混凝土格构加固结构的局部放大图；

图4为图3所示超高性能混凝土格构加固结构的B-B断面图；

图5为图4所示超高性能混凝土格构加固结构的C-C断面图；

其中，附图标记为：1、原主拱圈；2、超高性能混凝土纵横向加固条带；3、拱上建筑；4、植筋；5、加固层纵向钢筋；6、加固层横向钢筋。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语和本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为例描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例一

本实施例提供的超高性能混凝土具有优良的力学性能，抗压强度一般高于150MPa，抗拉强度为8MPa，韧性高、耐久性好，使得超高性能混凝土结构在超载环境下或者地震中仍具有更优异的结构可靠性。而且，本实施例提供的超高性能混凝土可以大幅度提高结构的使用寿命，减小结构的维修费用。超高性能混凝土结构自重约为传统混凝土结构的1/3至1/2，显著降低了恒载作用效应。因此，本实施例提供的超高性能混凝土格构加固结构可以有效提高圬工拱桥加固效果。

图1为本发明实施例一提供的一种超高性能混凝土格构加固结构的结构示意图，图2为图1所示超高性能混凝土格构加固结构的A-A断面图，图3为图1所示超高性能混凝土格构加固结构的局部放大图。如图1-3所示，本实施例提供一种超高性能混凝土格构加固结构，包括原主拱圈1、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带2，所述原主拱圈1上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带2上设置有拱上建筑3，所述抗剪连接件为所述原主拱圈1的表面设置的植筋4或者锚杆，所述植筋4或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带2与所述原主拱圈1形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带2内设置有钢筋网。本实施例提供的超高性能混凝土纵横向加固条带2，弥补了普通混凝土加固法的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈1形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。

本实施例中，所述超高性能混凝土纵横向加固条带2的纵向宽度范围为60cm至100cm，所述超高性能混凝土纵横向加固条带2的横向宽度范围为60cm至100cm，所述植筋4或者所述锚杆顺桥向的间距范围为40cm至60cm，所述植筋4或者所述锚杆横桥向的间距范围为40cm至60cm。本实施例提供的超高性能混凝土纵横向加固条带2，加固材料用量小，能够有效减小加固过程之中加固材料施加在原主拱圈1上的荷载，同时由于超高性能混凝土材料的特性，超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。

图4为图3所示超高性能混凝土格构加固结构的B-B断面图，图5为图4所示超高性能混凝土格构加固结构的C-C断面图。如图4和图5所示，所述植筋4或者所述锚杆的直径范围为8mm至12mm，所述植筋4或者所述锚杆埋入所述原主拱圈1的长度为12cm至18cm，所述植筋4或者所述锚杆沿横桥向弯折90°之后直线段的长度范围为10cm至15cm。本实施例提供的超高性能混凝土格构加固技术，原主拱圈1通过超高性能混凝土纵横向加固条带2，能够更好的形成整体，桥梁整体刚度提高，改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈1的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。

参见图4和图5，所述钢筋网包括加固层纵向钢筋5和加固层横向钢筋6，所述加固层纵向钢筋5之间的间距范围为120cm至160cm，所述加固层横向钢筋6之间的间距范围为120cm至160cm。本实施例提供的技术方案完全适用于危旧圬工拱桥加固，将套拱加固方式成型的施工技术、施工设备与本实施例提供的技术方案相互结合，可以更好地保证本实施例提供的超高性能混凝土格构加固结构及其施工方法的可行性和施工效率。

本实施例中，所述钢筋网的直径范围为10mm至12mm，所述钢筋网与弯折90°的植筋4或者锚杆焊接形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带2的超高性能混凝土内掺入钢纤维。本实施例提供的超高性能混凝土纵横向加固条带2，加固材料用量小，能够有效减小加固过程之中加固材料施加在原主拱圈1上的荷载，同时由于超高性能混凝土材料的特性，超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。另外，本实施例提供的超高性能混凝土格构加固技术，原主拱圈1通过超高性能混凝土纵横向加固条带2，能够更好的形成整体，桥梁整体刚度提高，改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈1的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。

本实施例提供的超高性能混凝土格构加固结构包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，所述原主拱圈上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带上设置有拱上建筑，所述抗剪连接件为所述原主拱圈的表面设置的植筋或者锚杆，所述植筋或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带与所述原主拱圈形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带内设置有钢筋网。本实施例弥补了普通混凝土的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。本实施例加固材料用量小，减小了原主拱圈的荷载，同时超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。本实施例改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。综上所述，本实施例提供的技术方案完全适用于危旧圬工拱桥加固，将套拱加固方式成型的施工技术、施工设备与本实施例提供的技术方案相互结合，可以更好地保证本实施例提供的超高性能混凝土格构加固结构及其施工方法的可行性和施工效率。

实施例二

本实施例提供一种利用实施例一提供的超高性能混凝土格构加固结构加固圬工拱桥的施工方法，关于超高性能混凝土格构加固结构的具体描述，请参见实施例一，此处不再赘述。

本实施例提供的加固圬工拱桥的施工方法包括：使用锚喷法和/或局部修补法对所述原主拱圈进行第一次修补；拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑；去除所述原主拱圈松散、剥落的表层；对所述原主拱圈进行冲刷洗净；在所述原主拱圈上设置抗剪连接件和钢筋网，所述抗剪连接件为植筋或者锚杆；根据均衡对称的浇筑方式形成超高性能混凝土纵横向加固条带；将之前拆除的拱上建筑重新砌筑在所述原主拱圈的上方。本实施例提供的超高性能混凝土纵横向加固条带，弥补了普通混凝土加固法的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。

本实施例拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑，具体为：拆除所述原主拱圈的两侧上方的拱上建筑；拆除所述原主拱圈的拱顶上方的拱上建筑。本实施例提供的超高性能混凝土纵横向加固条带，加固材料用量小，能够有效减小加固过程之中加固材料施加在原主拱圈上的荷载，同时由于超高性能混凝土材料的特性，超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。

本实施例对所述原主拱圈进行冲刷洗净之后，当所述原主拱圈存在局部裂纹时，使用局部修补法对所述原主拱圈进行第二次修补。因此，本实施例提供的超高性能混凝土格构加固技术，原主拱圈通过超高性能混凝土纵横向加固条带，能够更好的形成整体，桥梁整体刚度提高，改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。

本实施例提供的利用超高性能混凝土格构加固结构加固圬工拱桥的施工方法之中，超高性能混凝土格构加固结构包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，所述原主拱圈上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带上设置有拱上建筑，所述抗剪连接件为所述原主拱圈的表面设置的植筋或者锚杆，所述植筋或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带与所述原主拱圈形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带内设置有钢筋网。本实施例弥补了普通混凝土的材料强度低、粘接强度低、耐久性较差等缺点，使得加固层和原主拱圈形成整体共同受力，改善了加固设计计算理论与实际受力状态存在偏差的应用现状。本实施例加固材料用量小，减小了原主拱圈的荷载，同时超高性能混凝土加固层将分担更多的活载作用效应。本实施例改善桥梁长期使用性能和耐久性能，避免加固层与原主拱圈的交界处混凝土开裂、破损、渗水等病害，降低了圬工拱桥加固的全寿命费用。综上所述，本实施例提供的技术方案完全适用于危旧圬工拱桥加固，将套拱加固方式成型的施工技术、施工设备与本实施例提供的技术方案相互结合，可以更好地保证本实施例提供的超高性能混凝土格构加固结构及其施工方法的可行性和施工效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超高性能混凝土格构加固结构，其特征在于，包括原主拱圈、抗剪连接件和超高性能混凝土纵横向加固条带，所述原主拱圈上设置有抗剪连接件，所述超高性能混凝土纵横向加固条带上设置有拱上建筑，所述抗剪连接件为所述原主拱圈的表面设置的植筋或者锚杆，所述植筋或者所述锚杆在所述钢筋网处沿横桥向弯折90°，以使所述超高性能混凝土纵横向加固条带与所述原主拱圈形成整体，所述超高性能混凝土纵横向加固条带内设置有钢筋网；

所述超高性能混凝土纵横向加固条带的纵向宽度范围为60cm至100cm，所述超高性能混凝土纵横向加固条带的横向宽度范围为60cm至100cm，所述植筋或者所述锚杆顺桥向的间距范围为40cm至60cm，所述植筋或者所述锚杆横桥向的间距范围为40cm至60cm，所述植筋或者所述锚杆的直径范围为8mm至12mm，所述植筋或者所述锚杆埋入所述原主拱圈的长度为12cm至18cm，所述植筋或者所述锚杆沿横桥向弯折90°之后直线段的长度范围为10cm至15cm。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土格构加固结构，其特征在于，所述钢筋网包括加固层纵向钢筋和加固层横向钢筋，所述加固层纵向钢筋之间的间距范围为120cm至160cm，所述加固层横向钢筋之间的间距范围为120cm至160cm。

3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土格构加固结构，其特征在于，所述钢筋网的直径范围为10mm至12mm。

4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土格构加固结构，其特征在于，所述钢筋网与弯折90°的植筋或者锚杆焊接形成整体。

5.根据权利要求1所述的超高性能混凝土格构加固结构，其特征在于，所述超高性能混凝土纵横向加固条带的超高性能混凝土内掺入钢纤维。

6.一种利用权利要求1至5任一所述的超高性能混凝土格构加固结构加固圬工拱桥的施工方法，其特征在于，包括：

使用锚喷法和/或局部修补法对所述原主拱圈进行第一次修补；

拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑；

去除所述原主拱圈松散、剥落的表层；

对所述原主拱圈进行冲刷洗净；

在所述原主拱圈上设置抗剪连接件和钢筋网，所述抗剪连接件为植筋或者锚杆；

根据均衡对称的浇筑方式形成超高性能混凝土纵横向加固条带；

将之前拆除的拱上建筑重新砌筑在所述原主拱圈的上方。

7.根据权利要求6所述的加固圬工拱桥的施工方法，其特征在于，所述拆除所述原主拱圈上方的拱上建筑的步骤包括：

拆除所述原主拱圈的两侧上方的拱上建筑；

拆除所述原主拱圈的拱顶上方的拱上建筑。

8.根据权利要求6所述的加固圬工拱桥的施工方法，其特征在于，所述对所述原主拱圈进行冲刷洗净的步骤之后包括：

当所述原主拱圈存在局部裂纹时，使用局部修补法对所述原主拱圈进行第二次修补。